Cinco cristales distintos autoensamblados en un único quintopolímero

Investigación UPV/EHU

Un equipo internacional, co-liderado por el Profesor de Investigación Ikerbasque Alejandro J. Müller (POLYMAT–Universidad del País Vasco EHU) y el profesor Nikos Hadjichristidis (KAUST, Arabia Saudí), ha demostrado que un polímero formado por cinco bloques distintos (un quintopolímero) y potencialmente cristalizables es capaz de autoorganizarse formando una estructura sin precedentes.

El producto es un quintopolímero, tiene cinco bloques, compuestos por: polietileno (PE), poli(óxido de etileno) (PEO), poli(ε-caprolactona) (PCL), poli(L-lactida) (PLLA) y poliglicolida (PGA). Todos estos compuestos son biocompatibles y tres de ellos (PCL, PLLA, PGA) biodegradables. Al integrar estos cinco bloques en una misma esferulita (una masa esférica en la que los cristales que la componen crecen radialmente desde un núcleo central), es posible lograr múltiples funciones de manera controlada.

Ruta de síntesis del quintopolímero. Fuente: E. Matxinandiarena et al. (2025) Can five chemically different lamellar crystals self-assemble in a single spherulite? Nature Communications doi: 10.1038/s41467-025-64845-6

El equipo de investigación ha empleado técnicas avanzadas de caracterización disponibles en los laboratorios de la EHU, en el sincrotrón ALBA y en la Universidad de Zaragoza, ya que los cristales que se forman son aproximadamente un millón de veces más pequeños que los de un copo de nieve. De esta forma, el equipo determinó que la cristalización ocurre de manera secuencial y jerárquica: PGA → PLLA → PE → PCL → PEO

Cada bloque sea autoensambla sobre la estructura generada por el anterior, construyendo el material por capas. Ese control jerárquico permite modular no solo qué parte se cristaliza, sino cómo, cuándo y dónde, una estrategia clave para diseñar materiales con propiedades funcionales avanzadas.

Fotografías de imágenes de microscopio óptico con luz polarizada durante el enfriamiento y cristalización del quintopolímero y representación esquemática del patrón óptico en forma de cruz de Malta característico de una esferulita pentacristalina. Fuente: E. Matxinandiarena et al. (2025) Can five chemically different lamellar crystals self-assemble in a single spherulite? Nature Communications doi: 10.1038/s41467-025-64845-6

Las esferulitas presentan el patrón óptico característico de una cruz de Malta positiva, lo que indica que las cadenas poliméricas se orientan del centro hacia el exterior, como los radios de una rueda. Esta organización radial asegura que todas las fases mantengan continuidad entre sí, pese a ser químicamente diferentes.

Sus aplicaciones potenciales incluyen la creación de nuevos materiales para:

Medicina regenerativa. Diseñar estructuras para ingeniería de tejidos que se degraden por etapas, proporcionando primero soporte mecánico y después fases más blandas que favorecen la regeneración.

Liberación controlada de fármacos. Crear sistemas donde cada bloque actúe como un compartimento con distinta velocidad de descomposición, permitiendo liberar medicamentos en momentos específicos.

Tecnologías avanzadas. Desarrollar materiales con propiedades mecánicas, térmicas u ópticas ajustables gracias al control jerárquico de su estructura.

Referencia:

Eider Matxinandiarena, Ricardo A. Pérez-Camargo, Víctor Sebastián, Pengfei Zhang, Viko Ladelta, Nikos Hadjichristidis & Alejandro J. Müller (2025) Can five chemically different lamellar crystals self-assemble in a single spherulite? Nature Communications doi: 10.1038/s41467-025-64845-6

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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